Трофический мутуализм - Trophic mutualism

Трофический мутуализм ключевой вид экологического мутуализм. В частности, «трофический мутуализм» относится к передаче энергии и питательных веществ между двумя виды. Это также иногда называют мутуализмом между ресурсами. Трофический мутуализм часто возникает между автотроф и гетеротроф.[1] Хотя существует множество примеров трофических мутуализмов, гетеротрофом обычно является гриб или бактерия. Этот мутуализм может быть как обязать и оппортунистический.

Примеры

  • Ризобия – Ризобия бактерии, которые проводят азотфиксация для бобовых растений. В частности, эти бактерии могут быть из родов Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium или Sinorhizobium.[2] В этих мутуалистических отношениях бактерии растут на корневых волосках или внутри них и проникают в ткани растений.[3] Хотя точные способы взаимодействия между Rhizobia и растением варьируются в зависимости от рода и вида, все формы этого взаимодействия состоят из инфицирования бактерий, колонизации бактерий, контроля O2, и обмен углерод и азот.[2] Роль, которую ризобии играют в связывании азота с бобовыми, является основой того, почему бобовые можно использовать в севооборот.[4]
  • Микоризы – Микоризы похожи на ризобии в том, что они взаимодействуют с корнями растений. В то время как ризобии - это бактерии, фиксирующие азот, микоризы - это грибы, которые приносят растениям питательные вещества в обмен на углерод. Микоризы также способны улучшать поглощение воды и общаться со своими хозяевами, чтобы противостоять патогены.[5] Существует три основных типа микоризы:
  1. Арбускула: встречается в недревесных и тропических растениях.
  2. Эктомикориза: встречается в бореальных и умеренных лесах.
  3. Эрикоид: встречается у видов вересковых пустошей.[3]
  • Пищеварительные симбиоты - Пищеварительные симбиоты - это пример важного трофического мутуализма, который не встречается между автотрофом и гетеротрофом. Бактерии, известные как «внеклеточные симбионты».[3] жить в желудочно-кишечный тракт из позвоночные, где они помогают в переваривании пищи. Бактерии извлекают пользу из субстраты от съеденной пищи, а животное ассимиляция увеличивается за счет способности переваривать определенные продукты, которые его естественная система не может. (книга) Кроме того, эти бактерии создают короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), обеспечивая позвоночных энергией, составляющей от 29% до 79% поддерживающей энергии позвоночного в зависимости от вида.[6]

История исследования

Экологи впервые начали понимать трофический мутуализм в середине 20-го века, изучая изобилие и распределение питательных веществ. Один из первых трофических мутуализмов был обнаружен в 1958 году профессором Леонардом Мускатином из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе - взаимосвязь между эндозойскими водорослями и кораллами.[7] В этой связи водоросли обеспечивают коралл источником углерода для выработки CaCO3.3 скелет и коралл выделяют слизь, богатую питательными веществами, которая приносит пользу водорослям. Возможно, одно из самых известных открытий, сделанных Маскатином в области трофического мутуализма, произошло примерно 10 лет спустя в другой водной системе - взаимоотношениях между водорослями и водной гидрой.[8] Эта работа сыграла важную роль в установлении мутуалистических отношений как в водной, так и в наземной среде.

Возможно, наиболее широко известным примером трофического мутуализма было открытие муравей-листорез которые занимаются трофическим мутуализмом с грибком.[9] Эти муравьи выращивают определенный тип грибов, снабжая его листьями и другими питательными веществами. В свою очередь, муравьи питаются особым питательным веществом, которое создается только грибком, который они выращивают. Этот трофический мутуализм подробно изучался в 1970-х годах и позже.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Одум, Евгений. Основы экологии. 3-е изд. Филадельфия: W.B. Компания Saunders, 1971 год.
  2. ^ а б Весси, К.Дж., К. Павловски и Б. Бергман, Корневые N2-фиксирующие симбиозы: бобовые, актиноризные растения, Parasponiasp. и саговники. Plant and Soil 2005. 266 (1-2): с. 205-230.
  3. ^ а б c Таунсенд, К.Р., М. Бегон и Дж. Л. Харпер, Основы экологии, третье издание, 2008 г., Малден, Массачусетс: Backwell Publishing
  4. ^ Сайто К., Б. Линквист и Б. Кеобуалафа, Stylosanthes guianensis как краткосрочная паровая культура для повышения урожайности риса на возвышенностях в северном Лаосе. Field Crops Research 2006. 96 (2/3): p. 438-447.
  5. ^ Дуглас Х. Баучер, Сэм Джеймс и Кэтлин Х. Киллер Ежегодный обзор экологии и систематики, Vol. 13, (1982), стр. 315–347.
  6. ^ Стивенс, С.Э. и И.Д. Хьюм, Вклад микробов в желудочно-кишечном тракте позвоночных в производство и сохранение питательных веществ. Physiological Reviews, 1998. 72 (2): p. 383-427.
  7. ^ Hoegh-Guldberg, O., et al., Len Muscatine (1932–2007) и его вклад в понимание эндосимбиоза водорослей и беспозвоночных. Коралловые рифы, 2007. 26 (4): стр. 731–739.
  8. ^ Маскатин, Леонард и Говард Ленхофф. «Симбиоз: о роли симбиотических водорослей с гидрой». Наука 142 (19681): 956-58.e
  9. ^ Вебер, Нил А. 1972. Муравьи-садоводы аттины. Американское философское общество. Филадельфия